#P-29

Nowe metody anizotropowego trawienia mokrego do zastosowania w technologii wytwarzania QCL

Krzysztof CHMIELEWSKI, Katarzyna PIENIAK, Krzysztof BRACHA, Dorota PIERŚCIŃSKA, Kamil PIERŚCIŃSKI

Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Tradycyjną metodą wytwarzania mes kwantowych laserów kaskadowych (QCL), opartych na systemie materiałowym InP/InGaAs/InAlAs, jest trawienie mokre w kwaśnych roztworach wykorzystujących wolny Br₂, najczęściej generowany in situ. Szybkość tego procesu jest limitowana przez dyfuzję, co sprawia, że charakteryzuje się on brakiem zależności od orientacji krystalograficznej wzoru, niską selektywnością pomiędzy warstwami heterostruktury oraz małą czułością na defekty epitaksjalne i chropowatość ścianek maski. Wadami takiego podejścia są trudności w kontrolowaniu głębokości trawienia oraz zaokrąglony profil trawionych struktur.
QCL cechują się polaryzacją TM, więc kąt nachylenia bocznych ścian mes odbiegający od 90° prowadzi do znacznego wzrostu strat falowodowych i gęstości prądu progowego, wynikającego ze wzbudzania powierzchniowych plazmonów-polarytonów na interfejsie warstw dielektryk-metal, które pokrywają zbocza mes [1]. Techniką pozwalającą uzyskać pionowy profil trawionej heterostruktury InGaAs/InAlAs jest trawienie reaktywnymi jonami w plazmach chlorowych. Wady tej metody obejmują m.in. wysoki koszt reaktora, uszkodzenia sieci krystalicznej na skutek bombardowania wysokoenergetycznymi jonami oraz niską selektywność w stosunku do typowych materiałów maskujących.
W niniejszej pracy zostaną przedstawione metody anizotropowego trawienia mokrego, umożliwiające wytworzenie mes QCL z pionowymi ściankami na wysokości obszaru aktywnego InGaAs/InAlAs z wysoką selektywnością względem podłoża InP oraz wstępne wyniki trawień metodą fotoelektrochemiczną.

Rys. 1. Przełom przez mesę QCL wytrawioną metodą anizotropowego trawienia chemicznego. Powiększenie 3000×.